本发明专利技术提供一种取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统，包括血药取样装置，微流控芯片混合反应装置及监测装置。所述血药取样装置包括静脉留置针，所述静脉留置针包括留置针套管，所述留置针套管包括第一腔体、第二腔体和第三腔体或根据需要设置的包括四腔，五腔和多腔体，以实现对血液中的药物分子持续在线取样；所述微流控芯片混合反应装置，包括芯片中不同尺寸的2维和3维通道结构，使药物分子同化学传感探针进行充分混合反应；所述监测装置实现对信号进行持续在线采集，进而实时监测血液中药物浓度(包括麻药，抗生素，抗肿瘤药物，神经系统药物，心血管类药物，免疫抑制剂，平喘药等临床注射和口服类药物)，实现精准给药。
【技术实现步骤摘要】
取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统
本专利技术属于医疗设备
，涉及一种取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统及方法。
技术介绍
现今临床医学飞速发展，但目前无法对体内各种物质精准监控，如果能实时监测体内血液中药物的浓度，就能帮助医生精准用药，提高手术成功率，降低术后不良反应。如麻药、抗生素、血糖等物质的浓度，时刻影响着人体代谢机能，如何实现血药浓度的实时监测和精准医疗，均需要相关技术对人体内各种物质进行的实时采样和监测，提供人体内各种物质实时变化的全景图。迄今为止，尚未有能够实时监测血药浓度的在线监测系统。微透析技术是从神经化学领域发展起来的可以对内源性物质及体内药物进行实时取样的新型膜采样技术。近年来随着大量灵敏度高、选择性好的现代分析技术的出现，微透析在医药研究中的应用呈上升趋势，实现了活体动物体液中药物和化学递质的实时、连续、在线的检测。在线联用分析较离线测定有较大优势。自动化的连续操作可以有效地避免样品因在室温取样而酶解，提高了样品的稳定性，省去复杂的样品前处理及由此产生的样品损失和误差，并能节省时间和节约成本。微流控芯片技术可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、监测等诸多复杂过程集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析过程，具有反应速度快、样品及试剂量少、可即用即弃、成本低廉等优点，近年来已经成为新兴
但目前，由于缺乏能够与药物特异性、快速反应的化学传感探针，以及联用的仪器分析手段，严重桎梏微流控芯片在线监测技术的发展。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统，通过制备新型的特异性好、稳定性高、反应时间快的化学传感探针，实现对血液中不同药物的选择性检测，并基于微透析取样、微流控芯片反应以及电化学，光学，质谱等联用仪器技术，实现对血药浓度的在线实时监测。其中，所述特异性的化学传感探针是指能够特异性的识别经过透析取出来的药物分子，并产生响应的如光学、电学或质谱信号。所述特异性的化学传感探针为液体，是和样品取出来的微透析液中的目标物进行反应。本专利技术所述取样装置和微流控芯片联用的的血药浓度在线监测系统，能够实现手术(如ICU手术)中病人体内药物浓度的实时监测，使医生可以精准控制药物注射剂量，降低手术风险，提高手术成功率。本专利技术系统中包括多种尺寸的微流控芯片，结合特异性的化学传感探针和仪器分析技术，并基于微透析取样技术，实现对血液中麻药、抗生素、抗肿瘤药物、神经系统药物、心血管类药物、免疫抑制剂、平喘药等临床注射和口服类药物的持续在线实时监测。本专利技术提出的取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统，包括：血药取样装置、微流控芯片混合反应装置、监测装置；所述血药取样装置可实现对血液中的药物分子持续在线取样；所述监测装置是对混合反应产生的信号进行持续在线采集，进而实时监测血液中药物分子浓度；其中，所述血药取样装置包括：静脉留置针；所述静脉留置针包括：留置针套管；所述留置针套管包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；所述第一腔体中设有金属针头；所述第二腔体与所述第三腔体连通；其中，所述第一腔体为输液通道；所述第二腔体为灌流液输入通道；所述第三腔体为透析液输出通道；所述第三腔体的外侧设有开槽，所述开槽处设置半透膜；所述血药取样装置通过注射泵、蠕动泵或气动泵提供稳定的灌流液流速，确保稳定的采样回收率；所述血药取样装置管路经过取样之后，基于泵的驱动力，进入微流控芯片中混合反应，并通过设计管路结构优化反应条件；监测装置包括光学检测装置、电化学检测装置、质谱检测装置，其中光学和电化学检测装置同芯片集成为一体，实现对样品的实时在线监测；质谱检测则是针对芯片中反应标记之后的目标物，采样经过质谱分析，可通过优化检测时间，达到近实时监测；所述监测装置是对混合反应产生的信号进行持续在线采集，进而实时监测血液中药物分子浓度。本专利技术中，进一步包括多腔体结构，所述多腔体结构任意两腔体连通。本专利技术中，所述第一腔体的末端为开口状。本专利技术中，所述半透膜为高分子复合材料；所述半透膜的分子截留量为3-200KDa。本专利技术中，所述微流控芯片混合反应装置包括：设置在芯片中的不同尺寸的2维和3维通道，使药物分子同化学传感探针进行充分混合反应。本专利技术中，所述监测装置进一步包括数据分析装置，所述数据分析装置包括软件分析系统，针对捕获的光、电、质谱信号，基于校准曲线方程进行拟合计算，得到对应的血药浓度。本专利技术中，所述监测装置进一步包括PLC自动靶控灌注装置；根据所述数据分析装置得到的结果，通过所述PLC自动靶控灌注装置进行治疗药物的精准灌注和血药浓度的实时控制。基于以上系统，本专利技术还提出了一种取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测方法，包括以下步骤：(1)利用血药取样装置基于半透膜扩散原理进行实时动态取样；(2)利用微芯片混合反应装置作为传感探针分子和目标药物分子的反应平台，通过不同尺寸的2维和3维通道，控制反应时间，实现目标药物的快速监测；(3)利用监测装置实现对目标信号的捕获；(4)利用数据分析装置对所述监测装置捕获的目标信号进行数据分析、处理和运算，检测得到目标药物的血药浓度。本专利技术中步骤(1)中，灌流液流速为1-30μL/min，回收率根据系统检测限控制范围为1-90％；所述步骤(2)中的反应时间为1－30min；所述步骤(3)中所述监测装置的检测限为0.1μg/mL—500μg/mL。本专利技术取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统，包括血药取样装置，微流控芯片混合反应装置及监测装置。所述血药取样装置包括静脉留置针，所述静脉留置针包括留置针套管，所述留置针套管包括第一腔体、第二腔体和第三腔体或根据需要设置的包括四腔，五腔和多腔体，以实现对血液中的药物分子持续在线取样；所述微流控芯片混合反应装置，包括设置在芯片中的不同尺寸的2维和3维通道结构，使药物分子同化学传感探针进行充分混合反应；所述监测装置实现对信号进行持续在线采集，进而实时监测血液中药物浓度(包括麻药，抗生素，抗肿瘤药物，神经系统药物，心血管类药物，免疫抑制剂，平喘药等临床注射和口服类药物)。本专利技术所述系统可实现药物浓度的精准实时在线监测，监测过程自动化，帮助医生精准控制药物剂量，达到精准医疗的目的。附图说明图1是本专利技术静脉留置针的结构示意图。图2a-2c是本专利技术静脉留置针的截面图。图3是本专利技术中基于微透析持续采样及补液系统的结构示意图。图4是本专利技术取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统的示意图。图5为本专利技术取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测方法的示意图。图6a、6b为本专利技术将静脉留置针插入不同浓度的血糖带来的效果变化图。具体实施方式结合以下具体实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明。实施本专利技术的过程、条件、实验方法本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统，其特征在于，包括：血药取样装置、微流控芯片混合反应装置、监测装置；其中，/n所述血药取样装置可实现对血液中的药物分子持续在线取样；所述监测装置是对混合反应产生的信号进行持续在线捕获，进而实时监测血液中药物分子浓度；/n所述血药取样装置管路经过取样之后，基于泵的驱动力，进入所述微流控芯片混合反应装置中混合反应；所述监测装置包括光学检测装置、电化学检测装置、质谱检测装置，所述光学检测装置和所述电化学检测装置同芯片集成为一体，实现对样品的实时在线监测；所述质谱检测装置针对芯片中反应标记之后的目标物，采样经过质谱分析，达到近实时监测；/n其中，所述血药取样装置包括：静脉留置针；/n所述静脉留置针包括：留置针套管；/n所述留置针套管包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；所述第一腔体(1)中设有金属针头(7)；所述第二腔体(2)与所述第三腔体(3)连通；其中，所述第一腔体(1)为输液通道；所述第二腔体(2)为灌流液输入通道；所述第三腔体(3)为透析液输出通道；所述第三腔体(3)的外侧设有开槽，所述开槽处设置半透膜(4)。/n
【技术特征摘要】
1.一种取样装置和微流控芯片联用的血药浓度在线监测系统，其特征在于，包括：血药取样装置、微流控芯片混合反应装置、监测装置；其中，
所述血药取样装置可实现对血液中的药物分子持续在线取样；所述监测装置是对混合反应产生的信号进行持续在线捕获，进而实时监测血液中药物分子浓度；
所述血药取样装置管路经过取样之后，基于泵的驱动力，进入所述微流控芯片混合反应装置中混合反应；所述监测装置包括光学检测装置、电化学检测装置、质谱检测装置，所述光学检测装置和所述电化学检测装置同芯片集成为一体，实现对样品的实时在线监测；所述质谱检测装置针对芯片中反应标记之后的目标物，采样经过质谱分析，达到近实时监测；
其中，所述血药取样装置包括：静脉留置针；
所述静脉留置针包括：留置针套管；
所述留置针套管包括：第一腔体、第二腔体和第三腔体；所述第一腔体(1)中设有金属针头(7)；所述第二腔体(2)与所述第三腔体(3)连通；其中，所述第一腔体(1)为输液通道；所述第二腔体(2)为灌流液输入通道；所述第三腔体(3)为透析液输出通道；所述第三腔体(3)的外侧设有开槽，所述开槽处设置半透膜(4)。
2.如权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，进一步包括多腔体结构，所述多腔体结构任意两腔体连通。
3.如权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述第一腔体(1)的末端为开口状。
4.如权利要求1所述的在线监测系统，其特征在于，所述半透膜(4)为高分子复合材料；所述半透膜(4)的分子截留量为3-200KDa。
5.如权利要求1所述的在线...
【专利技术属性】
技术研发人员：施国跃，周信光，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。